[發明專利]無刷雙饋電動機變頻調速系統

無效

• 申請號: 200910011340.3
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101557195A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 王正
• 申請（專利權）人: 沈陽共創科技有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司
• 代理人: 王 鋼;張立新

技術領域

本發明涉及一種變頻調速系統，尤其涉及一種大功率無刷雙饋電動機變頻調速系統。

背景技術

目前在風機和水泵領域應用的變頻調速系統中，使用的電機主要有籠型轉子感應電機、繞線轉子感應電機和永磁同步電機，這三種電機組成的變頻調速系統各有各的優勢，但也各有各的缺點。由于籠型轉子感應電機變頻調速系統的變頻器功率略大于電機功率，在需要大功率電機的應用場合，需要變頻器的功率也大，變頻調速系統的成本高；繞線轉子感應電機必須采用電刷和滑環來實現轉子繞組與變頻器電路的連接，由于滑動接觸和電刷磨損，不僅降低了電機運行的可靠性，而且電刷需要定期維護和更換，增加了運行費用和不可靠性。此外滑動接觸容易產生火花，從而降低了繞線轉子感應電機在含有易燃易爆氣體環境中的應用。永磁同步電機轉子采用永磁體，電機氣隙磁場接近恒值，無法按需要控制其大小。所以對于做電動機而言，難以實現弱磁調速，對于要求高轉速的應用場合難以滿足。另外永磁體有高溫退磁的問題，在需要大功率調速系統的場合應用較少。

發明內容

發明就是為了解決上述技術問題而提供一種無刷雙饋電動機變頻調速系統，目的是可以根據工況的需要，選擇合適的運行狀態，提高生產效率。

為達上述目的本發明無刷雙饋電動機變頻調速系統，包括電動機、工頻電網，電動機的定子功率繞組直接與工頻電網相聯接；定子控制繞組的每相分別與逆變器下橋臂絕緣柵雙極晶體管的集電極和上橋臂絕緣柵雙極晶體管的發射極連接，逆變器中的六個絕緣柵雙極晶體管的柵極、發射極分別與相互獨立的信號發生器連接，逆變器與直流濾波器和整流器并聯，整流器與工頻電網連接；所述的逆變器由三組橋臂絕緣柵雙極晶體管并聯，每組橋臂的絕緣柵雙極晶體管由兩個絕緣柵雙極晶體管串聯，其中下橋臂絕緣柵雙極晶體管的集電極與上橋臂絕緣柵雙極晶體管的發射極連接。

所述的定子控制繞組的A相與逆變器一組橋臂的上橋臂絕緣柵雙極晶體管的發射極和下橋臂絕緣柵雙極晶體管的集電極連接，上橋臂絕緣柵雙極晶體管由u_g1信號發送器控制，下橋臂絕緣柵雙極晶體管由u_g2信號發送器控制。

所述的定子控制繞組的B相與逆變器一組橋臂的上橋臂絕緣柵雙極晶體管的發射極和下橋臂絕緣柵雙極晶體管的集電極連接，上橋臂絕緣柵雙極晶體管由u_g3信號發送器控制，下橋臂絕緣柵雙極晶體管由u_g4信號發送器控制。

所述的定子控制繞組的C相與逆變器一組橋臂的上橋臂絕緣柵雙極晶體管的發射極和下橋臂絕緣柵雙極晶體管的集電極連接，上橋臂絕緣柵雙極晶體管由u_g5信號發送器控制，下橋臂絕緣柵雙極晶體管由u_g6信號發送器控制。

所述的每組上橋臂絕緣柵雙極晶體管的集電極與直流濾波器的正極連接，每組下橋臂絕緣柵雙極晶體管的發射極與直流濾波器的負極連接。

所述的直流濾波器由兩個濾波電容串聯構成，每個濾波電容的兩端并聯一個電阻。

所述的每個絕緣柵雙極晶體管的發射極和集電極之間反并聯二極管。

本發明的優點和效果如下：

本發明可以根據工況的需要，選擇合適的運行狀態，提高生產效率。異步運行可以用于同步運行的啟動過程，首先使無刷雙饋電動機異步啟動，然后再牽入同步，這種啟動方式更加平穩。同步運行時，可以任意調節定子功率繞組的功率因數。無刷雙饋電機變頻調速系統可以通過連接定子控制繞組的逆變器和控制器來改變電機的勵磁磁場大小，從而改變定子功率繞組的功率因數，可以實現定子功率繞組只提供有功功率，無功功率完全由定子控制繞組提供。通過合理地選擇電容器的容量，可以實現無功功率只在逆變器與電機之間流動，逆變器與電網之間沒有無功功率交換，實現電網只向調速系統提供有功功率，節省電網的變壓器容量，減少輸電損耗，達到節能的目的。并且省掉了電刷和滑環，使電機的維護更加簡單，節省了維護的費用和時間，使運行更加安全可靠。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是異步運行時信號發生器發出的控制信號。

圖3是同步運行時信號發生器發出的控制信號。